增程式电动汽车新能源汽车技术教育ppt课件

增程式增程式电动电动汽汽车车新能源汽新能源汽车车技技术术PPT讲讲座座增程式增程式电动电动汽汽车车新能源汽新能源汽车车技技术术PPT讲讲座座1YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术第第5章章 增程式增程式电动电动汽汽车车 5.1 概述概述5.2 增程式增程式电动汽汽车动力力传动系系统参数匹配参数匹配5.3 增程式增程式电动汽汽车控制策略控制策略5.4 增程式增程式电动汽汽车动力系力系统建模与仿真建模与仿真2YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术 5.1 概概 述述增程式增程式电动汽汽车是以是以电能能为主要主要驱动能源，能源，发动机机为辅助助动力源的一种新型力源的一种新型电动汽汽车5.1.1 增程式增程式电动汽汽车结构构下下图为设计的一款增程式的一款增程式电动汽汽车动力力传动系系统结构构图，其中粗，其中粗线表示机械表示机械连接，接，细线表示表示电气气连接，接，虚虚线为CAN总线连接。接。3YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术5.1.1 增程式增程式电动电动汽汽车结车结构构4YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术5.1.1 增程式增程式电动电动汽汽车结车结构构增程式增程式电动汽汽车动力力传动系系统由由电驱动系系统、发动机机/发电动机系机系统、功率分配装置、功率分配装置、动力力电池等池等组成。成。电驱动系系统是由是由驱动电动机及机及牵引力引力驱动控制装置控制装置组成，成，发动机到机到驱动电动机之机之间没有机械没有机械连接，而接，而是首先通是首先通过发电装置，将燃油的化学能装置，将燃油的化学能转化成三相化成三相交流交流电，然后，然后发电动机机驱动控制器将交流控制器将交流电流流转化化成直流，并通成直流，并通过发电动机机驱动控制装置到达功率分控制装置到达功率分配装置，根据工况需要做出配装置，根据工况需要做出牵引力引力驱动控制的功率控制的功率分配。分配。5YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术5.1.1 增程式增程式电动电动汽汽车结车结构构发动机、机、发电动机和机和发电动机机驱动控制装置共同控制装置共同组成了一个增程器系成了一个增程器系统，增程器是增程式，增程器是增程式电动汽汽车驱动系系统的关的关键组件，件，发动机机/发电动机系机系统与与驱动车轮在机械上是分离的，在机械上是分离的，发动机的机的转速和速和转矩与矩与车速和速和牵引引转矩的需求无关，因此可控制矩的需求无关，因此可控制发动机运行机运行在其在其转速速转矩平面上的任意点。通常矩平面上的任意点。通常应控制控制发动机使其运行在最佳工况区，此机使其运行在最佳工况区，此时发动机的油耗和排机的油耗和排放降到最低程度，由于放降到最低程度，由于发动机和机和驱动车轮没有机械没有机械连接，因此最佳的接，因此最佳的发动机运行状机运行状态是可以是可以实现的，的，与与电驱动系系统的运行模式和控制策略密切相关。的运行模式和控制策略密切相关。6YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术5.1.2 增程器的分增程器的分类类1按布置位置分按布置位置分类根据增程器与汽根据增程器与汽车的安装关系，分的安装关系，分为挂挂车式、插拔式、插拔式和式和车载式三种。式三种。2按按结构构组成分成分类（1）大容量蓄）大容量蓄电池增程器。池增程器。（2）燃料）燃料电池增程器。池增程器。（3）发动机机/发电动机机组增程器。增程器。7YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术5.1.3 增程式增程式电动电动汽汽车车原理原理第一种工作模式第一种工作模式为纯电动模式，如模式，如图5.4所示的能所示的能量量传递路路线，与，与发动机和机和发电动机无关，机无关，电池是唯池是唯一的一的动力源，力源，这种工作模式与种工作模式与纯电动汽汽车一一样，相，相当于一当于一辆纯电动汽汽车。不同之。不同之处是，增程式的是，增程式的纯电动行行驶里程可以里程可以设置的相置的相对较小，不必装小，不必装备大量的大量的蓄蓄电池池组，电池的池的电量能量能够满足足车辆起步、加速、起步、加速、爬坡、怠速，以及爬坡、怠速，以及驱动汽汽车空空调等附件。等附件。8YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术5.1.3 增程式增程式电动电动汽汽车车原理原理第二种工作模式第二种工作模式为增程模式，能量增程模式，能量传递路路线如如图5.5所示。所示。在在电池的池的电达到达到预设的的SOC最低最低值时，增程器系，增程器系统启启动，发动机运行在最佳的状况，使机运行在最佳的状况，使发电动机机发电，一部分用于，一部分用于驱动车辆行行驶，多余的，多余的电量量为蓄蓄电池充池充电。增程模式的。增程模式的发动机可以有多种工作方式，根据控制策略的不同，可以机可以有多种工作方式，根据控制策略的不同，可以选择发动机恒功率模式、功率跟随模式、恒功率与功率跟随机恒功率模式、功率跟随模式、恒功率与功率跟随模式模式结合，此外有智能控制策略和合，此外有智能控制策略和优化算法控制策略等复化算法控制策略等复杂控制策模式。当控制策模式。当车辆停止的停止的时候，可以利用市候，可以利用市电为蓄蓄电池充池充电。9YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术5.1.4 增程式增程式电动电动汽汽车车的特点的特点 增程式电动汽车是一种可增加续驶里程的纯电动汽车，兼有混合动力增程式电动汽车是一种可增加续驶里程的纯电动汽车，兼有混合动力 汽车和纯电动汽车的特征。增程式纯电动汽车的特点如下：汽车和纯电动汽车的特征。增程式纯电动汽车的特点如下：（1 1）在电量消耗模式下，发动机不起动，由动力电池驱动整车行驶，）在电量消耗模式下，发动机不起动，由动力电池驱动整车行驶，这样可减少整车对石油的依赖，缓解石油危机；这样可减少整车对石油的依赖，缓解石油危机；（2 2）在电池电量不足时，为了保证车辆性能和电池组的安全性，进入）在电池电量不足时，为了保证车辆性能和电池组的安全性，进入电量保持模式，由动力电池和发动机联合驱动整车行驶；电量保持模式，由动力电池和发动机联合驱动整车行驶；（3 3）整车纯电动续驶里程满足大部分人员每天行驶里程要求，动力电）整车纯电动续驶里程满足大部分人员每天行驶里程要求，动力电池可利用晚间低谷电力充电，缓解供电压力；池可利用晚间低谷电力充电，缓解供电压力；（4 4）整车大部分情况下在电量消耗模式下行驶，能达到零排放和低噪）整车大部分情况下在电量消耗模式下行驶，能达到零排放和低噪音的效果；音的效果；（5 5）发动机与机械系统不直接相连，发动机可工作于最佳效率点，大）发动机与机械系统不直接相连，发动机可工作于最佳效率点，大大提高整车燃油效率。大提高整车燃油效率。10YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术5.1.4 增程式增程式电动电动汽汽车车的特点的特点鉴于增程器工作条件的特殊性，于增程器工作条件的特殊性，对电动汽汽车的增程的增程系系统提出了以下的要求：提出了以下的要求：（1）增程系）增程系统要要稳定可靠，可以立刻启定可靠，可以立刻启动并并进入入正常工作状正常工作状态。当。当长时间不用的不用的时候要定期开启候要定期开启发动机运机运转，以使得各个部件得到良好的，以使得各个部件得到良好的润滑和滑和维护。（2）由于工况复）由于工况复杂，为了了实现高效率和低排放的高效率和低排放的要求，要求系要求，要求系统处在最在最优工作点工作，因此控制器非工作点工作，因此控制器非常关常关键，通，通过控制策略和控制策略和优化措施，在保化措施，在保证整整车动力力性前提下提高性前提下提高经济性和效率。性和效率。11YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术5.1.5 增程式增程式电动电动汽汽车车主要技主要技术术指指标标12YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术5.2 增程式增程式电动汽汽车动力力传动系系统参数匹配参数匹配增程式增程式电动汽汽车参数匹配的原参数匹配的原则是根据整是根据整车动力力总成成结构特点和整构特点和整车设计指指标（动力性、力性、经济性、性、续驶里程等），里程等），对整整车动力力总成的参数成的参数进行匹配。行匹配。这里主要里主要对驱动电动机的参数、机的参数、动力力电池的参数和增池的参数和增程器的参数程器的参数进行匹配。行匹配。13YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术5.3 增程式增程式电动电动汽汽车车控制策略控制策略为使整个使整个动力力传动系系统中机械部件和中机械部件和电气部件气部件协调工作以及工作以及满足增程式足增程式电动汽汽车在不同工作模式下的切在不同工作模式下的切换，制定一个，制定一个简洁高效的控制策略是非常重要的。高效的控制策略是非常重要的。基于增程式基于增程式电动汽汽车的的结构，将增程式构，将增程式电动汽汽车的工作模式的工作模式分分为纯电动工作模式和增程工作模式，两种工作模式的切工作模式和增程工作模式，两种工作模式的切换采采用了基于用了基于逻辑门限限值的控制策略。增程模式下采用将恒功率和的控制策略。增程模式下采用将恒功率和功率跟随控制策略功率跟随控制策略结合起来的控制方法，在不同的工作模式下合起来的控制方法，在不同的工作模式下能分能分别体体现出两种控制方式的出两种控制方式的优点。将增程模式工作区域划分点。将增程模式工作区域划分为6种工作状种工作状态，与，与纯电动模式和制模式和制动能量回收工作模式一起能量回收工作模式一起构成构成8种工作模式。种工作模式。14YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术15YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术16YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术17YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术18YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术19YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术20YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术21YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术22YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术23YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术24YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术25YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术26YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术27YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术28YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术29YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术30YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术31YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术32YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术33YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术34YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术35YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术36YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术37YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术38YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术39YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术40YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术41YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术42YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术43YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY新能源汽车技术44YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOYANCHENG INSTITUTE OF 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